Электрический реактивный двигатель

Авторы патента:

F03H99/00 - Особые способы и устройства для создания реактивной тяги, не отнесенные к другим подклассам (от использования продуктов сгорания F02K)

Владельцы патента RU 2711005:

Бычков Андрей Андреевич (RU)

Изобретение относится к электрическим реактивным двигателям, которые могут использоваться для полетов в воздушном пространстве Земли и в Космосе, в качестве двигателей для надводных судов и подводных лодок. Изобретение может быть использовано при конструировании самолетов, морских судов, космических самолетов и аппаратов. Целью настоящего изобретения является создание электрического реактивного двигателя, в котором можно управлять направлением вылета из двигателя как заряженных, так и нейтрализованных частиц, изменением наклона сопла, так и режимом работы квадрупольной линзы, установленной в сопле. Предлагаемый электрический реактивный двигатель содержит сепаратор заряженных частиц, предварительные ускорители заряженных частиц с модуляторами, ускорители заряженных частиц, электрический источник питания, сопло. Сопло выполнено в виде квадрупольной линзы и может наклоняться в любую сторону относительно направления потока влетающих в сопло заряженных частиц. Вместо квадрупольной линзы в сопле может быть установлена фокусирующая (сжимающая) ускоренные заряженные частицы катушка. Сопло, одновременно с функцией формирования потока ускоренных частиц, выполняет функцию нейтрализации заряженных частиц. Изменяя наклон сопла, можно менять направление вылета ускоренных частиц из двигателя. Катушки и полюсные наконечники квадрупольной линзы сопла, позволяют создать необходимую форму магнитного поля внутри сопла. Изменяя режим работы квадрупольной линзы, можно изменять направление движения заряженных частиц в сопле, что повлияет на их направление полета после вылета из сопла. Диэлектрическое покрытие 8 предназначено для исключения попадания воздуха из окружающей среды в пространство движения заряженных частиц при пуске и работе двигателя в земных условиях. Диэлектрическое покрытие 8 ограничивает количество воздуха, подверженного ионизации бомбардировкой ускоренных заряженных частиц, в начальный период пуска и при работе двигателя в атмосфере. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано при конструировании самолетов, морских судов, космических самолетов и аппаратов.

Существующие плазменно-ионные двигатели имеют камеры для ионизации рабочей среды, ускорители заряженных частиц, нейтрализаторы

Изобретение, описанное в патенте RU 2543103 С2, содержит корпус, закрепленные жестко на наружной поверхности корпуса газоразрядную камеру, ионно-оптическую систему и катод-нейтрализатор, установленный на корпусе.

Указанный в патенте RU 2543103 С2 двигатель имеет большие расходы электроэнергии на питание газоразрядной камеры и катода-нейтрализатора, что является существенным недостатком, так как увеличивает мощность источника питания, вес двигателя и снижает КПД.

Недостатки, связанные с газоразрядной камерой и катодом-нейтрализатором, отсутствуют в электрическом реактивном двигателе патент RU 2670344 С1, который взят в качестве прототипа.

Несмотря на отсутствие газоразрядной камеры, и катода-нейтрализатора, указанный электрический реактивный двигатель имеет существенный недостаток в том, что нельзя менять направление вылетающих из сопла ускоренных частиц. Другим недостатком электрического реактивного двигателя патент RU 2670344 С1, являются неуправляемость нейтрализацией ускоренных заряженных частиц. Нейтрализация происходит за счет притяжения положительно и отрицательно заряженных частиц и за счет пересечения их траекторий полета.

Целью настоящего изобретения является создание электрического реактивного двигателя, в котором можно управлять направлением вылета из двигателя как заряженных, так и нейтрализованных частиц, изменением наклона сопла, так и режимом работы квадрупольной линзы, установленной в сопле.

Предлагаемый электрический реактивный двигатель содержит сепаратор заряженных частиц, предварительные ускорители заряженных частиц с модуляторами, ускорители заряженных частиц, электрический источник питания, сопло. Сопло выполнено в виде квадрупольной линзы и может наклоняться в любую сторону, относительно направления потока, влетающих в сопло заряженных частиц. Вместо квадрупольной линзы в сопле может быть установлена фокусирующая (сжимающая) ускоренные заряженные частицы катушка.

Предлагаемый электрический реактивный двигатель работает следующим образом.

Из сепаратора 1, Фиг. 1, положительно и отрицательно заряженные частицы, через модуляторы 2, при помощи электрического поля предварительных ускорителей 3, заряженные частицы поступают в предварительные ускорители и ускоряются полем электродов. При этом изменением напряжения модуляторов и электродов предварительных ускорителей можно управлять величиной потока заряженных частиц и мощностью двигателя. Предварительно ускоренные заряженные частицы поступают в ускорители заряженных частиц 4, положительно заряженные частицы поступают в ускоритель положительно заряженных частиц, отрицательные в ускоритель отрицательно заряженных частиц. При этом могут применяться разные типы ускорителей, в том числе и высоковольтные линейные ускорители, как с пучком заряженных частиц круглой формы, так и в виде ленты. При этом ленточные пучки заряженных частиц фокусируются плоскими цилиндрическими линзами или квадрупольными линзами. Разделенные в сепараторе заряженных частиц и ускоренные частицы, после ускорения в ускорителе, вылетают из ускорителей в окружающую среду через сопло 5, создавая тягу электрического реактивного двигателя. Токи положительных и отрицательных заряженных частиц должны быть равными, чтобы исключить заряд самого двигателя.

Сопло, одновременно с функцией формирования потока ускоренных частиц, выполняет функцию нейтрализации заряженных частиц. Изменяя наклон сопла, можно менять направление вылета ускоренных частиц из двигателя. Катушки 6 и полюсные наконечники 7, квадрупольных линз сопла, позволяют создать необходимую форму магнитного поля внутри сопла. Изменяя режим работы квадрупольной линзы, можно изменять направление движения заряженных частиц в сопле, что повлияет на их направление полета после вылета из сопла.

Диэлектрическое покрытие 8 предназначено для исключения попадания воздуха из окружающей среды в пространство движения заряженных частиц при пуске и работе двигателя в земных условиях. Диэлектрическое покрытие 8 ограничивает количество воздуха, подверженного ионизации бомбардировкой ускоренных заряженных частиц, в начальный период пуска и при работе двигателя в атмосфере.

Изменяя ток катушек квадрупольной линзы сопла, можно создать режим, при котором из сопла будут вылетать раздельно, направленные в разные стороны, не нейтрализованные ускоренные заряженные частицы. Изменяя режим работы квадрупольной линзы можно дополнительно менять направление вылетающих из сопла как нейтрализованных в сопле частиц, так и заряженных. Учитывая, что частицы могут обладать большой энергией, в безвоздушном пространстве и в пространстве, где сопротивление движению частиц мало, пучки будут представлять большую опасность разрушению всего, что на их пути. Магнитное поле и притяжение Земли их нейтрализуют в воздушном пространстве, но через некоторое время.

1. Электрический реактивный двигатель, содержащий сепаратор заряженных частиц, предварительный ускоритель заряженных частиц с модулятором, ускоритель заряженных частиц, электрический источник питания, сопло, отличающийся тем, что сопло выполнено подвижным, с возможностью поворота так, что изменяет направление вылета ускоренных частиц из двигателя и содержит катушки и полюсные наконечники квадрупольной линзы.

2. Электрический реактивный двигатель по пункту 1, отличается тем, что в ускорителе установлена фокусирующая цилиндрическая линза.

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги, предназначенным для систем ориентации космических аппаратов в условиях невесомости, и частично к области пневмогидравлики.

Электрический реактивный движитель // 2689663

Изобретение относится к устройствам создания реактивной тяги, конкретно к электрическим реактивным движителям (ЭРД). ЭРД содержит последовательно и соосно установленные по течению воздушного потока дельтовидные крылья 1, воздухозаборник 2, направляющие лопатки 3, многолопастную крыльчатку 4 с приводом от вентильного электродвигателя 5, а также реактивное сопло 6.

Энергоустановка с управляемой реактивной тягой // 2687190

Изобретение относится к энергетике, в частности к универсальным энергоустановкам с управляемым и контролируемым вектором тяги. Энергоустановка с управляемой реактивной тягой содержит одну или более полую симметричного аэродинамического профиля лопасть, в которой выполнена по крайней мере одна полость с по крайней мере одним струеобразующим выходным сопловым отверстием, выход которого выполнен на наружной поверхности лопасти за точкой максимальной толщины ее профиля в зону, сдвинутую от максимальной толщины лопасти в сторону задней кромки лопасти, каждая лопасть выполнена спиральной, установленной на двух полых полувалах, или каждая лопасть выполнена в виде последовательно установленных вокруг полого вала на полых траверсах, на одинаковом радиальном расстоянии от полого вала и выполнена с прямыми параллельными передней и задней кромками лопастей, причем передняя и задняя кромка соседних лопастей соответственно смещены относительно друг друга по винтовой линии, полость или полости каждой лопасти разделены на одинаковые секции сплошными перегородками, перпендикулярными оси вращения каждой лопасти и выступающими за наружную поверхность лопасти, при этом каждая лопасть установлена с возможностью вращения соответственно вокруг полых полувалов или полого вала за счет реактивной силы, создаваемой струями рабочей среды, истекающей по касательной вдоль наружной поверхности лопастей в направлении задней кромки лопасти, причем выходное сопловое отверстие выполнено с одной стороны каждой лопасти или выходные сопловые отверстия выполнены на обеих противоположных сторонах лопасти для создания крутящего момента и направленной подъемной силы, в каждой лопасти со стороны входа в каждое выходное сопловое отверстие установлены клапаны с возможностью выборочного перекрытия или открытия каждого выходного соплового отверстия при помощи привода, подключенного к блоку управления, а каждая полость каждой лопасти подключена, соответственно, через полый полувал или полые полувалы или через полый вал и полые траверсы к источнику подачи рабочей среды с возможностью выборочной подачи последним под давлением рабочей среды в каждую секцию полости или полостей каждой лопасти.

Способ сжигания углеводородного топлива и устройство для его реализации // 2675732

Предложен способ сжигания углеводородного топлива, который может быть применен при производстве электроэнергии, организации рабочего процесса двигателей автомобилей и аэрокосмических транспортных средств и в других энергетических установках.

Способ работы ракетного двигателя малой тяги // 2637787

Изобретение относится к космическому энергомашиностроению и может быть использовано для создания силы тяги за счет использования в качестве рабочего тела воды и преобразования тепловой энергии высокотемпературного источника тепла, например источника тока высокой частоты.

Способ создания электрореактивной тяги // 2633075

Изобретение относится к способам создания электрореактивной тяги. Способ заключается в формировании потока продуктов сгорания углеводородного, химического или ядерного топлива, движущегося с заданной скоростью в магнитном поле, вектор индукции которого ортогонален вектору скорости потока продуктов сгорания, при этом поток продуктов сгорания при воздействии на него электрическим СВЧ-полем в электронно-циклотронном резонансном режиме разделяют на пучок катионов и пучок электронов, причем энергию пучка электронов преобразовывают в дополнительную мощность, направляемую в импульсном режиме на ускорение пучка катионов, создают сверхзвуковую реактивную струю, пропорциональную кинетической энергии ускоренного пучка, которым одновременно со сфокусированными отраженными ударными волнами и ускоряющим электрическим полем воздействуют на процесс горения топлива в детонационной камере сгорания с обеспечением детонационного режима горения и образованием периодически инициируемой устойчивой бегущей детонационной волны.

Ионный источник для электростатического ракетного двигателя // 2618761

Изобретение относится к области электростатических ионных двигателей. Ионный источник содержит ионные и электронные эмиттеры, изготовленные из серебра высокой степени чистоты в виде конусов или пирамид, выполняющих роль резервуаров рабочего вещества, причем поверхность ионных эмиттеров покрыта тонкой пленкой кристаллического твердого электролита с мобильными ионами серебра.

Способ и топливо для компаунд-синтеза, воздушно-реактивный двигатель на компаунд-синтезе и турбоэлектромашинный агрегат для него (варианты) // 2566620

Способ получения кинетической энергии газового потока - струи реактивного двигателя. Ионами - ядрами топлива, коллективно ускоренными сильноточными электронными пучками регулируемого диапазона ~0,05-200 кэВ в линейном режиме мощного ионного пучка 1-10 МэВ, обстреливают газообразную текучую мишень - холодный поток, который инжектируют в пристеночное пространство камеры сгорания с избыточным давлением ~0,1-1 МПа.

Двигатель с замкнутым дрейфом электронов // 2524315

Изобретение относится к области электроракетных двигателей. Двигатель с замкнутым дрейфом электронов содержит разрядную камеру с анодом-газораспределителем.

Ядерный ракетный двигатель // 2521423

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к ядерным ракетным двигателям (ЯРД), и может найти применение в ракетах и аэрокосмических летательных аппаратах, предназначенных для выполнения долговременных беспосадочных полетов одновременно в атмосфере, в безвоздушном (стратосфере) и околоземном космическом пространстве.